用于基于利用正則化的迭代重建算法和/或去噪算法來處理圖像的處理部件和方法與制造工藝

以下大體涉及正則化的迭代圖像重建和/或圖像去噪，并且具體應用于計算機斷層攝影(CT)，并且也可用于其他成像模態。

背景技術：
CT掃描器包括安裝在可旋轉機架上的X射線管，所述可旋轉機架關于z軸繞檢查區域旋轉。探測器陣列對向一角度弧，跨檢查區域與所述X射線管相對。所述X射線管發射穿過所述檢查區域的輻射。所述探測器陣列探測穿過所述檢查區域的輻射，并生成指示其的投影數據。重建器使用迭代或非迭代重建算法，重建所述投影數據，生成指示所述檢查區域的圖像。所述圖像的噪聲水平取決于各種成像參數，并且可以通過去噪算法得以降低。已通過具有數據保真項和正則項的代價函數，來將利用正則化的迭代圖像重建和/或圖像去噪算法公式化。用正則項乘以正則因子β，并然后將兩個項相加，以確定總代價，所述總代價被最小化。通用代價函數可以被表達為：代價(f)＝F(f)+β·R(f)，其中f表示圖像，F(f)表示數據保真項，R(f)表示正則項，并且β為自由參數并且表示控制所述正則化的強度的正則因子。對于正則化的迭代重建，所述數據保真項將正投影的圖像與所測量的投影進行比較，任選地包括所述投影的噪聲模型。為了去噪，所述數據保真項可以為與所述初始的、有噪聲圖像的差。類似地，可以包括噪聲模型。一般地，手動確定所述正則因子β。然而，β傾向于依賴于圖像和數據集。因此，必須針對每個不同的圖像和/或數據集手動確定β。這已通過用不同的β(平行地或連續地)運行幾次迭代，并選擇滿足預定標準的β，來實現。遺憾的是，該過程可能是計算和時間密集型的。例如，假定典型的迭代耗費二(2)或三(3)小時，并且可能在到達合乎期望的最終圖像之前要運行十次(10)或更多次迭代，確定針對特定圖像的β可能耗費二十(20)或更多小時。

技術實現要素：
本文描述的各方面解決上述問題以及其他問題。在一方面中，一種處理部件基于利用正則化的迭代重建算法和/或去噪算法，來處理圖像。所述處理部件包括設定點確定器，設定點確定器基于指示感興趣圖像質量的質量變量，來確定在預定質量上限和質量下限之間的質量設定點。所述處理部件還包括比較器，所述比較器在每次處理迭代，將當前生成的圖像的質量度量與所述質量設定點進行比較，并生成指示所述質量度量與所述質量設定點之間的差的差值。所述處理部件還包括正則因子更新器，正則因子更新器響應于所述差值指示所述質量度量在關于所述質量設定點的預定范圍之外，而基于所述正則因子的當前值和至少所述質量度量，來生成針對下一處理迭代的更新的正則因子。在另一方面中，一種方法，包括：在第一處理迭代期間，使用采用正則化和初始正則因子的算法，來處理初始圖像并生成第一圖像。所述方法還包括：確定所述第一圖像的第一質量度量。所述方法還包括：將所述第一圖像的所述第一質量度量與質量設定點進行比較并確定它們之間的差值。所述方法還包括：響應于所述第一質量度量在關于所述質量設定點的預定范圍之外，而針對所述圖像的后續處理迭代，來生成更新的正則因子。所述更新的正則因子是基于所述初始正則因子和所述第一質量度量生成的，并且所述更新的正則因子被用于在所述后續處理迭代期間處理所述第一圖像并生成后續圖像。在另一方面中，一種處理部件，包括使用采用正則化的迭代算法處理圖像并生成圖像的部件，其中，所述迭代算法至少包括乘以正則因子的正則化項。所述處理部件還包括分析器，所述分析器在每次處理迭代之后，針對各自生成的圖像生成質量度量。所述處理部件還包括正則因子確定器，所述正則因子確定器基于當前處理迭代生成的圖像的質量度量和針對所生成的圖像的預定質量設定點，自動生成針對所述部件的下一處理迭代的更新的正則因子。附圖說明本發明可以采取各種部件與各部件的布置以及各個步驟與各步驟的安排的形式。附圖僅出于圖示優選的實施例的目的并且不旨在被解釋為限制本發明。圖1示意性地圖示了示范性成像系統。圖2示意性地圖示了可以與圖1的成像系統一起使用的示范性重建器。圖3示意性地圖示了可以與圖1的成像系統一起使用的示范性圖像去噪器。圖4以圖形方式圖示了自動確定的正則因子到對應于預定質量度量的值的收斂。圖5以圖形方式圖示了針對所述預定質量度量的所述收斂的期望行為。圖6圖示了根據圖2或圖3中的至少一個的示范性方法。具體實施方式以下大體涉及利用正則化的迭代重建和/或圖像去噪。如在下文更詳細描述，用本文中描述的方法，所述正則因子β被自動確定，并且即使所述正則因子β可以隨圖像和/或數據集的不同而變化，用戶也僅需要提供(例如在0％(即沒有正則化，或不正則化的)與100％(即，完全正則化)之間的)正則化的相對水平。在一個實例中，這減輕了由用戶通過對每個圖像和/或數據集試錯來手動確定合適的正則因子，并因此減少了達到合適的正則因子β和最終圖像的時間量。圖1圖示了示范性成像系統100，例如計算機斷層攝影(CT)掃描器。成像系統100包括大體固定機架102和旋轉機架104，旋轉機架104由固定機架102可旋轉地支撐并關于z軸繞檢查區域106旋轉。輻射源110，例如X射線管，由旋轉機架104可旋轉地支撐。輻射源110與旋轉機架104一起旋轉，并且發射穿過檢查區域106的輻射。一維或二維輻射敏感探測器陣列112對向一角度弧，跨檢查區域106與輻射源110相對。探測器陣列112探測穿過檢查區域106的輻射，并生成指示其的投影數據。對象支撐體118，例如躺椅，在檢查區域106中支撐對象或受試者，例如人或動物受試者。通用計算系統或計算機充當操作者控制臺120。控制臺120包括人類可讀的輸出設備(例如監視器)和輸入設備(例如鍵盤、鼠標等)。駐留在控制臺120上的軟件允許操作者經由圖形用戶界面...